Під пристроєм регульованого сумішоутворення розуміється система упорскування палива, в якій співвідношення паливо/повітря може постійно змінюватися в залежності від умов експлуатації та вмісту кисню у газах, що відпрацювали.
Команди управління пристрій сумішоутворення отримує від датчика концентрації кисню (лямбда-зонда), який встановлений перед каталітичним нейтралізатором або у випускному колекторі і обдувається потоком газів, що відпрацювали. Лямбда-зонд – це електричний датчик, що реєструє залишковий вміст кисню у газах, що відпрацювали, і що видає відповідний електричний сигнал. Величина сигналу дозволяє зробити висновок про склад паливоповітряної суміші. У частки секунди лямбда-зонд може видати відповідний сигнал на електронний блок управління, за рахунок цього склад суміші може постійно коригуватися. Це, з одного боку, необхідно, тому що постійно змінюються умови експлуатації (наприклад, повний газ, холостий хід), з іншого боку, тому що оптимальне допалювання відбувається в каталітичному нейтралізаторі тільки в тому випадку, якщо у газах, що відпрацювали, є достатня кількість частинок вуглецю (Незгорілого бензину).
Таким чином, щоб при температурі 300-800°C в каталітичному нейтралізаторі взагалі могло відбуватися допалювання, у газах, що відпрацювали, повинна міститися більша кількість палива, ніж потрібно для повного згоряння в циліндрах двигуна. У зв'язку з цим, при експлуатації автомобіля, оснащеного двигуном з каталітичним нейтралізатором, витрата палива збільшується приблизно на 5%. Каталітичний нейтралізатор знаходиться у моторному відсіку автомобіля на місці переднього глушника. Нейтралізатор складається з керамічного стільникового блоку, покритого благородним металом-каталізатором – платиною чи родієм. Для кріплення чутливого до ударів керамічного блоку використовується еластична жароміцна дротяна сітка.
Використовуваний каталітичний нейтралізатор є так званий трикомпонентний каталітичний нейтралізатор. Це означає, що в ньому одночасно відбувається окислення окису вуглецю (СО) та вуглеводнів (СН) та зниження вмісту оксидів азоту (NOx).
Правила експлуатації автомобілів з каталітичним нейтралізатором у системі випуску відпрацьованих газів
Щоб уникнути пошкодження датчика концентрації кисню (лямбда-зонда) та каталітичного нейтралізатора, потрібно обов'язково виконувати такі вказівки.
Обов'язково заправляти неетильованим бензином.
Якщо помилково було залито етильоване паливо, необхідно замінити випускний колектор та каталітичний нейтралізатор. Перед встановленням нових елементів системи випуску щонайменше двічі слід повністю заправити паливний бак неэтилированным бензином.
Пуск прогрітого двигуна штовханням або буксируванням неприпустимий. Використовуйте електричний кабель для запуску двигуна. Паливо, що не згоріло при запаленні може призвести до перегріву каталітичного нейтралізатора і його подальшого руйнування.
Слід уникати частих холодних пусків, що йдуть один за одним. В іншому випадку в каталітичному нейтралізаторі збирається паливо, що згоряє, згоряє при нагріванні з вибухом, при цьому ушкоджується нейтралізатор.
При труднощі під час пуску двигуна не давайте стартеру довго працювати, оскільки під час пуску відбувається впорскування палива. Слід знайти та усунути несправність, а потім пускати двигун.
При перебоях у роботі системи запалення до визначення причини несправності не допускайте упорскування палива під час пуску двигуна.
Не перевіряйте наявність іскри при знятому наконечнику свічки запалювання.
Не можна проводити баланс-тест відключенням високовольтного дроту запалювання одного з циліндрів. При від'єднанні високовольтного дроту запалювання окремого циліндра, навіть за допомогою спеціального тестера, паливо, що не згоріло, потраплятиме в каталітичний нейтралізатор.
При перебоях у роботі системи запалення уникайте роботи двигуна з високою частотою обертання колінчастого валу. Усунути несправність якнайшвидше.
Не паркуйте автомобіль на висохлому листі або траві. Температура системи випуску відпрацьованих газів у місці встановлення каталітичного нейтралізатора дуже висока, випромінювання тепла відбувається навіть після вимкнення двигуна.
При заливці моторного масла необхідно стежити за тим, щоб максимальний рівень масла на щупа не був перевищений. В іншому випадку його надлишок може потрапити в каталітичний нейтралізатор і пошкодити покриття або повністю зруйнувати його.
Корисні відомості та поради
Як уберегти нейтралізатор
Заміна нейтралізатора, що відмовив, обійдеться недешево, тому добре б заздалегідь знати, як справи з нейтралізаторами на ринку автомобільних запчастин і які проблеми виникають при їх експлуатації. Донедавна ми знали про нейтралізатор тільки таке: це така штука, яка незрозуміло навіщо потрібна, незрозуміло як працює, наш бензин її "вбиває", загалом одні неприємності. Вирізати – і жодних проблем! Але поступово ми почали звикати до того, що нейтралізатор – річ все-таки недаремна, принаймні думки про "хірургічне втручання" в систему випуску відпрацьованих газів відвідують дедалі рідше і меншу кількість голів.
Навесні, коли співробітники ГИБДД починають "боротьбу за чистоту повітря", на нас звалюється ще одна проблема – потрібно відрегулювати СО. Власники машин, що обладнані нейтралізаторами, про це навіть не замислюються, а пости перевірки З проїжджають без тремтіння в колінах і боязні за свій гаманець. Правда, той же гаманець може пристойно "схуднути" з іншої причини. Штрафи за перевищення рівня З здадуться копійчаними порівняно з витратами на придбання і заміну нейтралізатора, якщо він вийде з ладу. Ось чому треба знати, як з ним поводитися, а для цього спочатку слід розібратися, як він влаштований і як працює.
Як працює нейтралізатор
При згорянні паливоповітряної суміші утворюється ряд шкідливих для здоров'я людини продуктів - оксид вуглецю (СО), різні вуглеводні (СН) та оксиди азоту (NО) та ін. Незважаючи на те, що ці речовини і становлять всього 1% загального обсягу вихлопу (решта - це азот, двоокис вуглецю і водяна пара), вони дуже шкідливі і вимагають нейтралізації. Існує кілька способів боротьби зі шкідливими складовими вихлопу, наприклад збіднення суміші, на якій працює двигун, або рециркуляція газів, що відпрацювали, але жоден з них не зрівняється по ефективності з результатом роботи каталітичного нейтралізатора.
Як кажуть фахівці, каталітичний нейтралізатор – це простий пристрій, у якому відбувається складний хімічний процес. Усередині корпусу з нержавіючої сталі знаходиться керамічна або металева "цегла" із стільниковою структурою. У цього моноліту величезна площа поверхні, причому вся вона покрита найтоншим шаром спеціального сплаву – власне каталізатора, що містить платину, родій та паладій. Саме ці рідкісні метали відповідають за чудові властивості нейтралізатора, вони визначають його високу вартість.
Гази, що відпрацювали, "омивають" поверхню моноліту, і, коли температура досягає "критичного" значення +270°C, починається каталітична реакція. Оксид вуглецю перетворюється на двоокис (вуглекислий газ), вуглеводні – у воду і знову ж таки в двоокис вуглецю, а оксиди азоту – у воду та азот. Все це для довкілля менш шкідливе.
Каталітичні нейтралізатори здатні досить ефективно знижувати токсичність вихлопу, при цьому вони практично не впливають на споживання палива та потужність двигуна. За наявності нейтралізатора злегка зростає зворотний тиск вихлопу, від чого двигун втрачає 2-3 к.с., але це практично вся "плата" за очищення газів, що відпрацювали. Проте встановлення каталітичного нейтралізатора – не ідеальне рішення. Теоретично він повинен служити нескінченно, тому що вищезгадані метали є лише каталізатором, який при хімічній реакції, як відомо, не витрачається. На практиці тривалість життя нейтралізатора має межу...
Причини відмови нейтралізатора
Відмова каталітичного нейтралізатора може статися з кількох причин, хоча це процес поступовий, вловити який без спеціального обладнання неможливо.
"Серцевина" більшості нейтралізаторів виготовлена з кераміки – матеріалу, відомого своєю крихкістю. Автомобіль може на швидкості потрапити у вибоїну, вдаритися об щось або навіть просто "чиркнути" корпусом нейтралізатора по каменю, від чого каталітичний "цегла" може тріснути. Після цього втрата "серцевиною" своїх робочих якостей – справа часу.
Нейтралізатори нового покоління, що містять металевий моноліт, не настільки уразливі по цій частині. Розбити їх, звичайно, можна, але в усякому разі це не так просто.
Крім фізичної руйнації, існує ще одна часта причина виходу нейтралізатора з ладу - паливо. Він надзвичайно чутливий до складу палива. Якщо бензин етилований, то тетраетилсвинець, що міститься в ньому, відкладається на активній поверхні каталітичної цегли і швидко забруднює її, від чого всякі реакції припиняються. Вже, здається, на заправках і наконечники шлангів ставлять різного розміру, і колонки роздають фарбують у різні кольори, і пишуть про це на кожному кутку, а все одно споживачі іноді плутають і заливають не той бензин. Адже досить "спалити" півбака такого бензину, щоб "вбити" нейтралізатор.
Але не лише етилований бензин – ворог нейтралізатора. Його можна занапастити і неетильованим, якщо несправна система керування двигуном, не повністю згоряє паливоповітряна суміш або двигун сильно зношений.
Потрійні каталітичні нейтралізатори (потрійні тому, що каталізатором служить сукупність трьох металів) встановлюють тільки на ті машини, двигуни яких обладнані замкнутою системою контролю вихлопу. Перед нейтралізатором встановлений датчик концентрації кисню, який оцінює склад газів, що відпрацювали, і передає ці дані в центральний блок електронної системи управління двигуна. Залежно від вмісту кисню в газах центральний блок регулює склад горючої суміші та запалювання так, щоб підтримувалися їх оптимальні значення. Це є головним захистом нейтралізатора і забезпечує економію палива, високу економічність двигуна. Нейтралізатор не переносить великих відхилень у той чи інший бік у складі суміші. Погано відрегульований двигун із підвищеним вмістом вуглеводнів у вихлопі просто гробить нейтралізатор. Занадто бідна суміш може викликати різке перегрів нейтралізатора, від чого знову постраждає моноліт, тільки вже "фізично". Таким чином, "життя" нейтралізатора залежить від справності системи керування двигуном.
Багато залежить і від справності самого кисневого датчика. З "віком" він стає "ледачим" або зовсім виходить з ладу, що позначається на складі робочої суміші і справності нейтралізатора.
Зіпсувати нейтралізатор може і вихлоп сильно зношеного двигуна, що спалює олію. Останнє, потрапляючи разом із вихлопом у нейтралізатор, "запікається" на поверхні моноліту, подібно до лаку, і не дає нейтралізатору працювати.
Є й інші шкідливі чинники. Наприклад, свічки. Невідповідні свічки не даватимуть повного згоряння, що може викликати в нейтралізаторі згубну реакцію розплавлення.
Будьте обережні під час використання присадок до бензину або моторного масла. Більшість водіїв про це не замислюються, адже присадки теж можуть шкідливо вплинути на нейтралізатор. Якщо на продукті не написано "сумісний із каталітичним нейтралізатором", краще не ризикуйте.
Ще один небезпечний випадок – пуск двигуна буксируванням. При цьому може потрапити в нейтралізатор чистого бензину. Це отруює нейтралізатор, а також може спричинити миттєву реакцію і навіть вибух.
Ще слідкуйте за тим, куди їдете, намагайтеся не потрапляти у глибокі калюжі. Робоча температура нейтралізатора становить близько 900°C. Раптове влучення його у воду може бути фатальним.
Загалом зауважено, що на термін служби нейтралізатора впливають і умови експлуатації. Більше страждають нейтралізатори на машинах, що експлуатуються у міському режимі, коли двигун часто пускають та зупиняють. Тим не менш, при тривалій їзді з високою швидкістю за містом нейтралізатор також страждає, але вже від перегріву.
Нарешті, ви зробите розумно, якщо станете регулярно оглядати систему випуску. Якщо зламані кронштейни або відвалилися гумові подушки підвіски глушників, вихлопна труба вібруватиме, передаючи на нейтралізатор непотрібні навантаження.